[发明专利]一种外骨骼关节自锁机构、膝关节和仿生康复机器人

权利要求书

1.一种外骨骼关节自锁机构，其特征在于，包括：

第一基座，所述第一基座具有第一舱室；

旋转外扩锁件，所述旋转外扩锁件设于所述第一舱室内，所述旋转外扩锁件包括第一旋转架和第二旋转架，所述第一旋转架和所述第二旋转架的外侧具有第一摩擦面；所述第一旋转架和所述第二旋转架一端枢接，另一端为相对自由端；

第二基座，所述第二基座具有第二舱室；所述第二基座可转动地安装在所述第一基座上，所述第二舱室的内壁围设于所述旋转外扩锁件并形成匹配所述第一摩擦面的第二摩擦面；以及

锁止驱动件，所述锁止驱动件可施加/撤销一推离所述第一旋转架的自由端和所述第二旋转架的自由端的作用力，以使所述第一摩擦面紧贴锁止/松开解锁所述第二摩擦面；进一步的，所述第一旋转架和/或所述第二旋转架的自由端上设有应力坡面，所述锁止驱动件具有一伸缩锁止部，所述伸缩锁止部具有施力坡面，所述施力坡面随所述伸缩锁止部的伸缩施力于所述应力坡面。

2.根据权利要求1所述的外骨骼关节自锁机构，其特征在于：所述第一旋转架与所述第二旋转架的所述应力坡面之间形成一倒梯形空间，所述伸缩锁止部的形状匹配于所述倒梯形空间。

3.根据权利要求1所述的外骨骼关节自锁机构，其特征在于：所述第一基座内还设有滑槽，所述锁止驱动件包括一驱动电机，所述伸缩锁止部为设于所述滑槽内的锁止滑块；所述驱动电机的驱动端具有一螺纹段，所述锁止滑块开设有一螺纹槽，所述螺纹段螺纹插设于所述螺纹槽。

4.根据权利要求1所述的外骨骼关节自锁机构，其特征在于：所述第二基座通过一安装机构安装于所述第一基座，所述安装机构包括：

安装槽，所述安装槽开设于所述第二基座；

轴承，所述轴承的外圈固定安装于所述安装槽内；以及

转轴，所述转轴设于所述第一基座的第一舱室内，所述轴承的内圈固定安装于所述转轴上。

5.根据权利要求1所述的外骨骼关节自锁机构，其特征在于：所述第一旋转架和所述第二旋转架的所述自由端之间通过弹性复位件相连。

6.一种外骨骼膝关节，其特征在于，包括小腿连杆、大腿连杆和上述权利要求3所述的外骨骼关节自锁机构；所述小腿连杆连接于所述第一基座，所述大腿连杆连接于所述第二基座。

7.一种外骨骼仿生康复机器人，其特征在于，包括权利要求6所述的外骨骼膝关节和踝足组件，所述踝足组件连接于所述外骨骼膝关节的所述小腿连杆。

8.根据权利要求7所述的外骨骼仿生康复机器人，其特征在于：还包括一控制单元，所述控制单元包括：

控制主板，所述控制主板控制连接于所述锁止驱动件；

测距传感器，所述测距传感器被设于所述踝足组件，测距所述踝足组件与行走面的距离，所述测距传感器信号连接于所述控制主板。

9.根据权利要求8所述的外骨骼仿生康复机器人，其特征在于：所述测距传感器包括但不限于红外测距传感器、激光测距传感器、超声测距传感器和雷达测距传感器。

10.根据权利要求8所述的外骨骼仿生康复机器人，其特征在于：还包括一锁止测量机构，所述锁止测量机构包括：

同步轴，所述同步轴同步转动于所述驱动电机的驱动轴；

信号发射件和信号接收件，所述信号发射件和信号接收件间隔相对设置；

测量转盘，所述测量转盘的自转中心连接于所述同步轴，所述测量转盘的边缘间距循环设置有信号有遮区和信号无遮区；所述测量转盘随同步轴转动而循环阻断/接通于所述信号发射件和所述信号接收件之间的信号联系。

11.根据权利要求10所述的外骨骼仿生康复机器人，其特征在于：所述信号发射件和所述信号接收件为一组红外收发光敏二极管对管。

12.根据权利要求11所述的外骨骼仿生康复机器人，其特征在于：所述测量转盘为光栅码盘。

13.根据权利要求10所述的外骨骼仿生康复机器人，其特征在于：所述驱动电机为同轴电机，所述同步轴与所述驱动电机的驱动轴被设置为同轴但不同端。